Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vloga kalcija in lipidnih membranah pri preživetju kritično bolnih

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
3.06.00  Medicina  Srce in ožilje   

Koda Veda Področje
B007  Biomedicinske vede  Medicina (človek in vretenčarji) 

Koda Veda Področje
3.02  Medicinske in zdravstvene vede  Klinična medicina 
Ključne besede
koagulacija krvi, faktor Xa, dimerizacija, lipidne membrane bogate s fosfatidil serinom, kalcij, krvni strdki, umetna žila, EPR, NMR, optična mikroskopija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (14)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  20208  dr. Zoran Arsov  Biotehnologija  Raziskovalec  2014 - 2017  135 
2.  07630  dr. Aleš Blinc  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014 - 2017  501 
3.  27577  dr. Andrej Fabjan  Nevrobiologija  Raziskovalec  2014 - 2017  57 
4.  21546  dr. Tilen Koklič  Fizika  Vodja  2014 - 2017  139 
5.  33075  Alma Mehle    Tehnični sodelavec  2014  14 
6.  14574  dr. Mojca Urška Mikac  Fizika  Raziskovalec  2014 - 2017  151 
7.  12056  dr. Igor Serša  Fizika  Raziskovalec  2014 - 2017  473 
8.  04341  dr. Vito Starc  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014  270 
9.  08094  dr. Mirza Šabovič  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014 - 2017  424 
10.  18273  dr. Janez Štrancar  Fizika  Raziskovalec  2014 - 2017  374 
11.  21359  dr. Gregor Tratar  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014 - 2017  99 
12.  32057  dr. Iztok Urbančič  Fizika  Raziskovalec  2014 - 2017  134 
13.  28490  dr. Jernej Vidmar  Srce in ožilje  Raziskovalec  2014 - 2017  89 
14.  30871  dr. Maja Zorc  Fizika  Tehnični sodelavec  2014 - 2017  57 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.408 
2.  0312  Univerzitetni klinični center Ljubljana  Ljubljana  5057272000  77.764 
3.  0381  Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta  Ljubljana  1627066  48.543 
Povzetek
Vloga kalcija in lipidnih membran pri preživetju kritično bolnih Predstavitev problema Pri kritično prizadetem bolniku gre za življensko ogrožujoče stanje, ki posledično vodi v multiorgansko okvaro z visoko stopnjo umrljivosti. Pri kritično prizadetih bolnikih pogosto pride do motenj strjevanja krvi (koagulacije), ki segajo od izolirane trombocitopenije do kompleksnih procesov, kot je diseminirana intravaskularna koagulacija (DIK). Domneva se, da je DIK posledica pomanjkljive fiziološke regulacije strjevanja krvi, vendar pravi vzroki še niso znani. Znanstvena izhodišča Motnje strjevanja krvi pri kritično bolnih pogosto spremljata: 1) nizka koncentracija kalcija (Ca2+)  v krvi (hipokalciemija) kot tudi 2) povečane koncentracije različnih vrst lipidnih membran, ki vsebujejo fosfatidilserin (PS- membrane), kot so na primer endotelijski mikrodelci. Obstoječa literatura nakazuje, da verjetno obstaja povezava med Ca2+ in prisotnostjo PS-membran ter regulacijo strjevanja krvi, vendar biokemijsko ta povezava še ni bila dokazana (Slika 1, rumen trikotnik).   Cilj raziskave in potencialni vplivi rezultatov projekta Cilj predlaganega projekta je torej razjasniti morebitno povezavo med nizko koncentracijo Ca2+, povišano koncentracijo PS-membran ter začetno fazo strjevanja krvi. Rezultati predlaganega projekta bodo ponudili vpogled v številna slabo razumljena klinična stanja. S tem želimo prispevati k razvoju novih terapevtskih metod, ki bodo izboljšale možnost preživetja kritično bolnih. Iskanje manjkajoče, morebitne povezave bo temeljilo na naših dosedanjih raziskavah aktivnosti faktorja Xa (fXa) (Koklič & Majumder, 2009 & 2013, Biochemistry), ki je eden izmed ključnih encimov v začetni fazi strjevanja krvi. fXa potrebuje kalcij in PS-membrane, da doseže fiziološko relevantno aktivnost. Vendar smo šele pred kratkim pokazali, da lahko PS-membrane tudi zavrejo aktivnost fXa, vendar le pri visoki koncentraciji Ca2+ ter nizki koncentraciji PS-membran. To je ravno v nasprotju z razmerami pri kritično bolnih, kar nakazuje, da morda aktivnost fXa pri kritično bolnih ni zadosti inhibirana. Inhibicija je posledica formacije neaktivnih dimerov fXa na PS-membranah pri koncentracijah Ca2+ , ki so večje od normalnih. Ta opažanja vodijo do ključnega vprašanja: kako Ca2+ in PS-membrane prispevajo k regulaciji aktivnosti fXa, še posebej pri fizioloških pogojih.   Slika 1: Predlagana etiologija kritične bolezni, ki jo bomo raziskovali v predlaganem projektu.   Hipoteza V okviru predlaganega projekta bomo preučevali tvorbo neaktivnih dimerov fXa na PS-membranah pri različnih koncentracijah kalcija (Slika 2 v naslednji sekciji Znanstvena izhodišča), da bi odgovorili na vprašanje, če bi regulacija fXa v odvisnosti od kalcija in PS-membran lahko imela vlogo pri preprečevanju nekontrolirane sistemske aktivacije strjevanja krvi, kar se morda dogaja pri kritično bolnih.   Metode, organizacija projekta in izvirnost pričakovanih rezultatov Izvirnost predlaganega projekta temelji na natančni kontroli koncentracije Ca2+ in PS-membran, kar so raziskovalci v prejšnjih študijah pogosto spregledali. V predlaganem projektu bomo preučevali do sedaj slabo poznane procese vezave fXa, dimerizacije in posledične inhibicije fXa na PS-membranah. Ker so ti procesi del kompleksnega sistema, je za njegovo karakterizacijo potrebna numerična analiza seta neodvisnih eksperimentalnih podatkov, ki jih bomo izmerili z uporabo različnih eksperimentalnih tehnik, kot so EPR, NMR in različne optične metode. Verjetnost za uspešno izvedbo projekta je velika, saj vodja predlaganega projekta že več let sodeluje z vrhunskimi raziskovalci s področja hematologije z Medicinske fakultete Univerze v Severni Karolini, kot tudi s prejemnikom Nobelove nagrade za fiziologijo ali medicino v letu 2007. Omenjeni raziskovalci bodo aktivno sodelovali v predlaganem projektu vključno z raziskovalci z Medicinske Fakultete, Univerze v Ljubljani in z Univerzitetnega kliničnega centra Ljubljana.
Pomen za razvoj znanosti
V predlaganem projektu smo pojasnili dosedaj še neznane molekularne mehanizme regulacije faktorja Xa, ki vplivajo na začetek strjevanja krvi. To je prispevalo k razvoju področja strjevanja krvi in dodalo manjkajoče koščke osnovnega znanja o koagulacijski kaskadi. Nadaljevali smo razvoj v zadnjem času razvite metode fluorescenčne mikrospektroskopije, tako je delo na predlaganem projektu prispevalo tudi k razvoju novih eksperimentalnih metod.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultate naših raziskav smo objavili v ugledni mednarodnih reviji Biochemical journal in jih predstavili na mednarodnih konferencah, na univerzah in inštitutih. To je prispevalo k mednarodni promociji Slovenije. Raziskovalci projektne skupine so sodelovali z dvema raziskovalnimi skupinami iz ZDA, s čimer so raziskovalci, zlasti mladi, dobili dostop do znanja in veščin, ki so jih v več desetletnih raziskavah pridobili v skupini dr. Lentza, kot tudi do znanja dr. Smithiesa, ki je znan, da nesebično prenaša svoje znanje na mlajše raziskovalce. Projekt je omogočil izobraževanje mladih znanstvenikov, ki so pridobili izkušnje na interdisciplinarnem področju naravoslovja in fiziologije. V času od 8. do 11. septembra 2014 je bil v okviru znanstvenega sodelovanja med laboratorijem za biofiziko odseka za fiziko trdne snovi F5 in Univerze v Severni Karolini na obisku na IJS prof. dr. Oliver Smithies v spremstvu njegove žene Nobuyo Maeda. Prof Smithies je nobelov nagrajenec za medicino za leto 2007, imel je predavanje na sredinem kolokviju, z naslovom “Where do ideas come from”. Obiskal je predsednika vlade ter ministra za znanost, pri katerih se je zavzel za večjo podporo znanosti.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno